专题4 第一单元 第1课时　分子的空间结构模型（word教参）-【优化探究】2021-2022学年新教材高中化学选择性必修2配套教参（苏教版）

第一单元　分子的空间结构 第1课时　分子的空间结构模型 [核心素养发展目标]　1.初步认识杂化概念，了解杂化轨道类型。2.能用杂化轨道理论判断、解释、预测分子或离子的空间结构。3.了解价层电子对互斥理论，通过对价层电子对互斥模型探究建立判断分子空间结构的思维模型。 学习任务一　杂化轨道理论与分子的空间结构模型 授课提示：对应学生用书第47页 一、分子的空间结构模型 1．sp3杂化与CH4分子的空间结构 (1)杂化轨道的形成 碳原子2s轨道上的1个电子进入2p空轨道，1个2s轨道和3个2p轨道“混合”，形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道。 图示： (2)sp3杂化轨道的空间指向 碳原子的4个sp3杂化轨道指向正四面体的4个顶点，每个轨道上都有一个未成对电子。 (3)共价键的形成 碳原子的4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个相同的σ键。 (4)CH4分子的空间结构 CH4分子的空间结构为正四面体结构，分子中C—H键之间的夹角都是109°28′。 2．sp2杂化与BF3分子的空间结构 (1)sp2杂化轨道的形成 硼原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道。1个2s轨道和2个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的3个sp2杂化轨道。 图示： (2)sp2杂化轨道的空间指向 硼原子的3个sp2杂化轨道指向平面三角形的三个顶点。 (3)共价键的形成 硼原子的3个sp2杂化轨道分别与3个氟原子的2p轨道重叠，形成3个相同的σ键。 (4)BF3分子的空间结构 BF3分子的空间结构为平面三角形，键角为120°。 3．sp杂化与BeCl2分子的空间结构 (1)杂化轨道的形成 Be原子2s轨道上的1个电子进入2p轨道，1个2s轨道和1个2p轨道发生杂化，形成能量相等、成分相同的2个sp杂化轨道。 图示： (2)sp杂化轨道的空间指向 两个sp杂化轨道呈直线形。 (3)共价键的形成 Be原子的2个sp杂化轨道分别与2个Cl原子的3p轨道重叠形成相同的σ键。 (4)BeCl2分子的空间结构 BeCl2的空间结构为直线形，键角为180°。 二、乙烷、乙烯和乙炔分子的成键情况 1．在C2H6分子中，C原子均采用sp3杂化，每个C原子的3个sp3轨道分别与3个H原子的1s轨道重叠形成C—H_σ键；两个C原子各以1个sp3轨道发生重叠形成C—C_σ键。 2．在C2H4分子中，C原子均采用sp2杂化，每个C原子的2个sp2轨道分别与2个H原子的1s轨道重叠形成C—H_σ键；两个C原子各以1个sp2轨道发生重叠形成C—C_σ键，各以1个未杂化的2p轨道发生重叠，形成π键。在与溴发生加成反应时，π键发生断裂。 3．在C2H2分子中，C原子均采用sp杂化，每个C原子的1个sp轨道分别与1个H原子的1s轨道重叠形成C—H_σ键；两个C原子各以1个sp轨道发生重叠形成C—C_σ键，各以2个未杂化的2p轨道发生重叠，形成2个π键。在与足量溴发生加成反应时，2个π键发生断裂。 　问题　如何理解杂化轨道理论？ 提示：①能量相近的原子轨道在外界条件的影响下，发生重组形成一组新的轨道，这个过程称为原子轨道的杂化，组合后形成的一组新轨道称为杂化轨道。 ②杂化前后电子的数目和排布规则不变，等性杂化时参与杂化的原子轨道数与杂化后的轨道数相等，且杂化轨道的能量相同。 ③杂化轨道在分布上比单纯的s或p轨道在某一方向上更集中，每个杂化轨道中都存在电子，它们之间相互排斥，尽可能趋向于彼此远离使排斥力最小，在空间取最大夹角分布，这样使杂化轨道和参与杂化的原子轨道的形状和伸展方向不同，从而使该原子与其他原子的原子轨道重叠的程度更大，且位置阻力最小，进而形成的共价键更牢固，物质也更稳定。 ④因为杂化轨道中有的含有一个未成对电子，有的含有一对电子，只有未成对电子才能与其他原子的未成对电子配对，轨道间以“头碰头”的形式重叠形成σ键，成对电子不能形成共价键，只能以孤电子对的形式存在，所以杂化轨道只能用于形成σ键或用于容纳未成键的孤电子对；为了减小轨道之间的斥力，未参与杂化的p轨道与杂化轨道为垂直位置关系，则未参与杂化的p轨道只能以“肩并肩”的形式重叠形成π键。 1．ABm(ABmCn)型分子或离子中心原子杂化轨道类型的判断(其中A为中心原子，B或C为配位原子) (1)杂化轨道数n＝×(中心原子的价电子数＋配位原子的成键电子数±电荷数)。注意如下规定： ①当电荷数为正值时，公式中取“－”；当电荷数为负值时，公式中取“＋”。 ②当配位原子为氧原子或硫原子时，配位原子的成键电子数为零；当配位原子为卤素原子或氢原子时，配位原子的电子数为1。 (2)根据杂化轨道数判断杂化类型 n＝2时，sp杂化，如BeCl2，n＝×(2＋2)＝2； n＝3时，sp2杂化，如NO，n＝×(5＋1)＝3；